万建民

万建民,1960年6月出生于江苏省泰州市。1982年、1985年分获南京农业大学农学学士、作物遗传育种硕士学位;1995年获日本京都大学农学博士学位。1999年教育部首批“长江学者奖励计划”特聘教授。先后在南京农业大学、日本千叶大学、日本京都大学、日本农林水产省农业研究中心、中国农业科学院作物科学研究所从事水稻科学研究。历任特别研究员、教授、博士生导师。2003年至今,任中国农业科学院作物科学研究所所长。

万建民长期从事水稻产量、品质及抗性等重要性状分子遗传与育种研究。在国内较早提出和实践作物分子设计育种理论,推动了中国作物分子育种的发展。发现光钝感、株型调控及广亲和基因,促进了籼粳杂种优势的利用;挖掘水稻优质基因,培育优质粳稻新品种,推进了南方粳稻区稻米品质改良;利用分子聚合育种与规模化抗性鉴定相结合的技术体系,选育抗条纹叶枯病高产优质粳稻新品种,有效解决了南方粳稻区受条纹叶枯病流行危害的难题。发现并精细定位水稻重要新基因25个,克隆基因12个;创制优异种质16份,培育宁粳1号等新品种8个;获新品种权15项;发明专利17项。以第一或通讯作者在Nature Communications、Nature Cell Biology、Plant Cell、Plant J.、Genetics、TAG、Crop Sci.等SCI刊物发表论文112篇;出版专著3部。获国家科技进步一等奖1项、其他省部级一等奖2项,二等奖3项。

万建民,1960年6月出生于江苏省泰州市。1982年获南京农业大学农学专业学士学位;1985年获南京农业大学作物遗传育种专业硕士学位;1995年获日本京都大学农学专业博士学位。1999年被教育部聘为首批“长江学者奖励计划”特聘教授。先后在南京农业大学、日本千叶大学、日本京都大学、日本农林水产省农业研究中心、中国农业科学院作物科学研究所从事水稻科学研究。历任特别研究员、教授、博士生导师。2003年至今,任中国农业科学院作物科学研究所所长。

万建民长期从事水稻产量、品质及抗性等重要性状分子遗传与育种研究。在国内较早提出和实践作物分子设计育种理论,推动了中国作物分子育种的发展。

一、发现水稻光钝感、株型调控及广亲和基因,促进了籼粳杂种优势在生产上的利用

水稻籼粳亚种间杂交种一般比亚种内杂种产量潜力提高10-30%,但籼粳杂种存在半不育和超亲晚熟现象,严重影响了籼粳杂种优势在生产上的利用。针对上述问题,发现并利用广亲和基因和光钝感基因,培育籼粳交高产水稻新品种2个,促进了籼粳杂种优势在生产上的利用。

1、发现12个不育位点,克隆广亲和基因,阐明籼粳杂种半不育的遗传基础。1993年以来相继发现了9个籼粳交雌配子不育位点S7、S8、S15、S16、S17、S29、S30、S31、S32和3个雄配子不育位点S33、S34、pss1,在相应不育位点上均发现了广亲和基因。聚合不同位点的广亲和基因,创制广亲和不育系和恢复系,培育的籼粳交新组合结实率稳定在85%以上,有效解决了籼粳交杂种低育性的难题。图位克隆的花粉半不育基因pss1是kinesin-1家族的新成员,其编码的驱动蛋白保守域中一个精氨酸突变,使ATP酶活性丧失,引起减数分裂异常,最终导致花粉不育,从分子水平上阐明了pss1在禾本科作物中的进化和作用机理。

2、发现控制抽穗期的光钝感基因,明确各稻区主栽品种的抽穗期基因型及其互作关系。发现了光钝感基因Dth8,提出在籼粳亲本选配中利用光钝感基因、感光性基因型相同、感光性基因型非互补的分子设计育种方法,设计目标基因型和最佳育种方案,获得了理想熟期的籼粳交新组合。

3、发现一个新的调控水稻株型的分子机制。克隆了一个分蘖显著增加的多分蘖突变体 tiller enhancer的APC/CTE基因,发现了该基因调控水稻分蘖,参与植物株型建成的重要分子机制,为塑造理想株型奠定了基础。

4、聚合广亲和基因和光钝感基因,培育籼粳交新品种。聚合S5-n、S7-n、S17-n等广亲和基因和光钝感基因Dth8,培育出广适强优恢复系W107,组配的协优107和Ⅱ优107分别通过国家和省级审定。2006年协优107在云南省永胜县亩产达1287公斤,刷新了世界水稻亩产最高记录。利用等位基因置换法,将S5i、S7i、S8i、S9i等籼型育性基因转移到粳稻背景的光敏不育系中,创制与籼型亲和力强的粳型不育系509S,组配的籼粳交新组合“南农优102”在2010年国家南方晚籼杂交稻区试中排名第一。

二、挖掘水稻品质优异基因,培育优质粳稻新品种,推进了南方粳稻区稻米品质改良

针对我国稻米品质难以满足人们生活水平日益提高的需求,重点开展了水稻外观、食味、营养等品质优异基因挖掘和分子育种研究,构建品质改良分子育种技术体系,培育优质粳稻新品种4个和功能型品种3个。

1、挖掘和克隆水稻品质相关基因12个。克隆了控制垩白形成的主效QTL qPGWC-7、粒长基因GL-3、粒宽基因GW-5等外观品质基因。克隆了软米基因Wxhp等食味品质基因和耐储藏基因Lox-3等。克隆了低谷蛋白基因LGC-1、谷蛋白合成相关的液泡加工酶基因OsVPE1和小G蛋白基因OsRab5a等营养品质基因。其中OsVPE1是谷蛋白成熟关键基因,其编码的酶特异性地将谷蛋白前体剪切形成成熟的酸、碱亚基,OsVPE1的突变导致谷蛋白前体以57kD的形式积累在PBII中;OsRab5a是谷蛋白分选关键基因,其编码的蛋白是囊泡运输的关键因子,其突变将导致发育胚乳细胞中内膜系统的组织存在缺陷,谷蛋白前体被错误分选,而不能进入PBII中被OsVPE1剪切。研究结果为阐明谷蛋白合成的网络途径及定向调控谷蛋白含量奠定了基础。

2、构建品质改良分子育种技术体系,培育优质水稻新品种。利用低垩白基因qPGWC-7、软米基因Wxhp等培育宁粳2号、3号、4号、5号、中稻1号等优质粳稻新品种5个,并通过国家和省级审定,在南方粳稻区大面积应用。利用低谷蛋白基因lgc-1 培育适合肾脏病人食用的新品种W3660和W1721,利用Lox-3育成耐储藏新品种W017,均获植物新品种权。

三、利用分子聚合育种与规模化抗性鉴定技术体系,选育抗条纹叶枯病高产优质粳稻新品种,有效解决南方粳稻区受条纹叶枯病流行危害的难题

水稻条纹叶枯病在南方粳稻区爆发流行,仅2004年发病面积达2300多万亩,损失稻谷25亿公斤。针对我国抗条纹叶枯病种质、基因和品种匮乏等突出问题,组织开展了抗病高产优质粳稻新品种选育及应用研究,取得了重要进展。

1、建立了规模化条纹叶枯病抗性鉴定技术体系,筛选出高抗种质212份。提出了条纹叶枯病抗性鉴定方法,建立了规模化抗病鉴定技术体系;对10977份种质资源进行了抗性鉴定,筛选出高抗种质212份。

2、挖掘和标记抗条纹叶枯病基因/QTL,创建分子标记聚合育种技术体系。从高抗种质中挖掘抗条纹叶枯病基因/QTL 24个,占国内外已报道的71%;精细定位主效抗病基因Stv-bi;创建了抗条纹叶枯病高产优质水稻分子标记聚合育种技术体系,创制抗条纹叶枯病优质新种质16份。

3、育成不同生态类型的抗条纹叶枯病优质高产水稻新品种10个,实现了南方粳稻区抗病品种的快速覆盖。牵头组织协作单位在不同生态区开展抗条纹叶枯病育种联合攻关,选育10个早、中、晚熟抗条纹叶枯病高产优质新品种。宁粳1号被农业部认定为超级稻主导品种,2007-2009年推广面积稳居全国粳稻品种前3名。选育的10个抗病品种2009年推广面积占南方粳稻区种植面积的78%,累计推广1.36亿亩,社会经济效益190.14亿元。

迄今为止,万建民教授的研究团队发现并精细定位水稻重要性状新基因25个,克隆基因8个;创制优异种质16份;培育宁粳1号等水稻新品种8个;获新品种权15项;获发明专利17项;出版专著3部;以第一或通讯作者在Nature Commun.、Plant Cell、Plant J等刊物发表SCI论文112篇;获国家科技进步一等奖1项,省部级一等奖2项、二等奖3项;培养博士生21名,其中2名获得全国优秀博士学位论文提名奖,2名获得江苏省优秀博士学位论文奖。

京ICP备号
版权所有 何梁何利基金
THE HO LEUNG HO LEE FOUNDATION